[發明專利]一種面向自適應加工的幾何信息-工藝信息-監測信息關聯方法

有效

• 申請號: 201710971614.8
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107728580B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 劉長青;李迎光;王強;華家玘;牟文平
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種面向自適應加工的幾何信息-工藝信息-監測信息關聯方法，其特征是根據幾何、工藝、監測三類信息是否能在加工前確定為依據，將三類信息分為靜態信息與動態信息，分別進行靜態信息關聯與動態信息關聯后，再以刀位點為紐帶建立幾何、工藝、監測信息的關聯；其包括以下步驟：

首先，計算采用點云化處理得到每個刀位點的靜態信息；

接著，將每個理論離散刀位點與該處的靜態信息關聯，并按照加工過程的時序性存儲到XML文件，

第三，通過同步脈沖信號控制和時域處理實現動態信息的時間同步與頻率同步；

第四，將每個實際采樣刀位點與該處的動態信息關聯，并存儲到動態信息關聯矩陣；

最后，采用時序匹配與坐標匹配的方法，關聯實際采樣刀位點與理論離散刀位點，建立加工過程中每個刀位點處幾何信息、工藝信息、監測信息的實時精確關聯。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的幾何信息指：特征信息；工藝信息指：刀具直徑、底角半徑、切削刃長、刃傾角等四種刀具信息，順逆銑操作信息，每個刀位點的切削深度、切削寬度信息，進給速度，主軸轉速；監測信息指：多種可監測的切削物理量，包括三向切削力信號，振動信號，聲發射信號；其中幾何信息和工藝信息中的刀具信息、操作信息、切深切寬信息屬于靜態信息，這些信息是在加工之前就可以確定的，而且在多次重復加工時不會變化；其中工藝信息中的進給速度、主軸轉速和監測信息屬于動態信息，這些信息是在實際加工之前難以準確確定，需要實時采集的信息。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的點云化處理的方法為：從加工操作提取理論刀軌和零件毛坯模型，將理論刀軌離散成相距一個單位長度的理論離散刀位點集合，將零件毛坯模型離散成點云，通過計算刀具切削經過相鄰刀位點間刀軌切除點的數量來估計該段刀軌的去除材料體積，再用去除材料體積除以刀軌長度，將得到的值作為此刀位點處的材料去除速率，并采用材料去除速率間接表征相應位置的切深、切寬信息，因此得到所有理論離散刀位點的坐標信息和該位置對應的材料去除速率。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于靜態信息關聯方法為：以理論離散刀位點為基礎，將每個理論離散刀位點的坐標和該刀位點處的靜態信息進行關聯，并將關聯后的信息按照加工過程的時序存儲在XML文件；XML文件的根節點是零件名，一級子節點是加工操作名稱 ；二級子節點是該操作的各種參數類別，包括刀具信息、操作信息、刀位點信息；三級子節點是各種參數的詳細結果，包括刀位點的坐標值，刀具具體參數。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于動態信息關聯方法為：以實際采樣刀位點為基礎，然后將實際加工中每個時刻實際采樣刀位點的坐標信息和該時刻的動態信息關聯，并將關聯后的信息存儲在動態信息關聯矩陣；動態信息關聯矩陣的每個行向量即為每個刀位點處的動態信息一維向量，該一維向量存儲的信息依次為刀位點坐標、進給轉速、每種監測信號的分析值。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于幾何信息、工藝信息、監測信息實時精確關聯的方法為：采用時序匹配與坐標匹配結合的方法，將加工過程中每一個實際采樣刀位點的位置坐標與加工操作處理得到的理論離散刀位點位置坐標匹配，進而將每個位置處的幾何信息、工藝信息、監測信息實時精確關聯；其中時序匹配和坐標匹配結合的方法為：從已同步的起始刀位點開始，按加工的時間先后順序，從坐標匹配的未加工理論離散刀位點里面選擇最先被加工的理論離散刀位點關聯。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于同步脈沖信號控制與時域處理的方法為：采用同步脈沖信號控制所有動態信息采樣，確保獲取到的多種動態信息之間和動態信息與實際加工過程之間時間同步；由于不同的采樣信號存在不同的采樣頻率且難以實現同頻率采樣，因而需根據各種信號分析所需周期和采樣頻率范圍，并充分考慮信號的實時性，確定適合的采樣時間間隔，接著將動態信息在時域上處理為同時間間隔的信號，實現動態信息的頻率同步。